ПЛОСКИЙ КОМПОНЕНТ, ЭЛЕМЕНТ АРМИРОВАНИЯ НА ВОСПРИЯТИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ И КОМПОНЕНТ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА/ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО БЕТОНА С АРМИРОВАНИЕМ НА ВОСПРИЯТИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ ИЗ ТАКИХ ЭЛЕМЕНТОВ АРМИРОВАНИЯ НА ВОСПРИЯТИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ Российский патент 2018 года по МПК E04C5/16 E01C5/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое изобретение относится к области конструкции из железобетона или из предварительно напряженного бетона, в частности к армированию на восприятие поперечных сил компонентов из железобетона/предварительно напряженного бетона.

Уровень техники

При применении компонентов из железобетона/предварительно напряженного бетона необходимо надежное армирование на восприятие поперечных сил в зоне местоположений опорных частей, в частности в зоне присоединений стоек, для восприятия поперечных сил, возникающих в указанных местоположениях вследствие опорных реакций.

В патентном документе DE 102009056826 A1 описан компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона с по меньшей мере одним верхним и с по меньшей мере одним нижним продольным арматурным слоем, а также с армированием на восприятие поперечных сил, который может воспринимать большие сдвиговые силы и поперечные силы и может быть недорого изготовлен в виде компонента из монолитного бетона, а также в виде полуфабрикатного компонента. Эти предпочтительные свойства достигаются тем, что армирование на восприятие поперечных сил выполнено из по меньшей мере 20 L-образных листовых компонентов 20 из конструкционной стали, имеющих в каждом случае одну или две скобы 30, закрепленные своими дуговыми частями 34 скобы в выполненном в виде горизонтального удлиненного отверстия прямом продольном углублении 22 соответствующего листового компонента 30, при этом габариты этого армирования превышают самый верхний продольный арматурный слой Boo и самый нижний продольный арматурный слой Buu. Указанное горизонтальное продольное углубление 22 содержит зону Z подвода с отверстием 28 на боковом крае L-образного листового компонента 20, предназначенным для введения дуговой части 34 скобы. Кроме того, прямое продольное углубление 22 содержит крепежную зону BF, в которой закреплены дуговые части 34 скобы одной или двух скоб 30. При этом зона Z подвода и крепежная зона BF проходят горизонтально и плавно переходят друг в друга.

На фиг. 1 (уровень техники) схематично показан такой известный элемент Q армирования на восприятие поперечных сил, состоящий из L-образного листового компонента 20 и скобы 30. Данный элемент Q армирования на восприятие поперечных сил показан в установленном состоянии, в котором данный элемент соединен с нижней и верхней продольными арматурами компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона. При этом L-образный листовой компонент 20 соединен с нижней продольной арматурой, состоящей из продольных арматурных слоев Bu, Buu, причем скоба 30, установленная в горизонтальном продольном углублении 22, создает соединение с верхней продольной арматурой, состоящей из продольных арматурных слоев Во, Boo. Для этого данный компонент лежит своими плечами 32 скобы, выступающими из плоскости рассматриваемого чертежа вперед или назад, на двух стержнях самого верхнего продольного арматурного слоя Boo, причем дуговая часть 34 скобы расположена в крепежной зоне BF горизонтального продольного углубления 22. Это расположение дуговой части 34 скобы возможно только тогда, когда данную дуговую часть вводят через отверстие 28 в зону Z подвода и, при следовании по горизонтальному проходу данной зоны, проводят в крепежную зону BF. В данном случае дуговая часть 34 может быть перемещена только в горизонтальном направлении. Для стопорения скобы 30 в крепежной зоне BF горизонтального продольного углубления 22 используется зажимной листовой элемент 24, который надевают, после установки скобы 30 в указанном стрелкой направлении, на стопорный выступ 27, образованный прямоугольными углублениями 25, 26, и фиксируют на нем.

Соединение L-образного листового компонента 20 с нижней продольной арматурой реализуется посредством того, что L-образный листовой компонент 20 имеет отогнутый край 40, выступающий из плоскости чертежа (образующий L-образную форму), охватывающий самый нижний продольный арматурный слой Buu. Кроме того, непосредственно над отогнутым краем 40 расположены два кругообразных углубления 50, через которые проходят два стержня самого нижнего арматурного слоя Buu. Данные две меры обеспечивают надежное соединение между L-образным листовым компонентом 20 и самым нижним продольным арматурным слоем Buu.

Скоба 30, лежащая своими плечами на двух стержнях самого верхнего продольного арматурного слоя Boo, имеет угол α наклона относительно вертикали, величина которого не должна превышать 45°. При этом длина Н_В скобы определяется согласно Н_В=h_В/cosα, где h_В является минимальной длиной скобы, которую может иметь скоба 30, ориентированная вертикально и лежащая своими плечами 32 скобы на стержнях самого верхнего продольного арматурного слоя Boo.

Недостатки уровня техники

Практические испытания показали, что расположение одной или двух скоб 30 в прямом продольном углублении 22 L-образного листового компонента 20 в соответствии с уровнем техники возможно только путем ручного ввода скобы 30 в прямое продольное углубление 22, выполненное в виде горизонтального паза. При этом были установлены следующие недостатки, связанные с данным вводом:

- Необходимо применять длинные скобы, длина Н_В которых превышает минимальную длину h_В скобы на множитель, величина которого не должна превышать √2. Расход материала для таких скоб является избыточно высоким.

- Скобы лежат в установленном состоянии с большим наклоном - под углом α наклона относительно вертикали, величина которого не превышает 45°. Таким образом, скоба может быть установлена с поворотом под углом до 90°. При этом существует риск привести скобу 30 в конечное положение, в котором она сильно отклонена от своего оптимального положения, в котором она воспринимает растягивающие напряжения в готовом элементе из железобетона/предварительно напряженного бетона (то есть находится под сжимающим напряжением и является, таким образом, нефункционирующей).

- Прикладываемая оператором сила при ручном вводе скоб 30 является большой.

- При неблагоприятных геометрических граничных условиях, в частности при столкновении с одним стержнем (или несколькими стержнями) верхнего продольного арматурного слоя Во, ввод скобы 30 возможен только тогда, когда посредством временного удаления одного стержня/нескольких стержней верхнего продольного арматурного слоя Во создается достаточно большая свободная область R для ввода скобы. В результате продольную арматуру Во, Boo невозможно выполнить в виде арматурных сеток.

Арматурные сетки являются заранее изготовленными компонентами, в которых стержни обоих продольных арматурных слоев Boo и Во приварены к решетке и поэтому уже фиксированы. При этом в отличие от одиночных арматурных стержней арматурные сетки могут быть уложены гораздо быстрее и точнее. Их применение является обязательной условием для эффективного изготовления элементов из железобетона/предварительно напряженного бетона.

Проблемы, характерные для ввода скобы 30 в соответствии с существующем уровнем техники, приведены подробно ниже и проиллюстрированы со ссылкой на фиг. 1.

Для этих целей на фиг. 1 помимо конечного положения скобы 30 штрихами изображены еще четыре дополнительные положения, обозначенные номерами позиций от 1 до 4, которые скоба 30 принимает в хронологическом порядке во время ввода до своего окончательного приведения в конечное положение 5 (с углом α наклона относительно вертикали). Дополнительно штриховой стрелкой отмечено направление перемещения скобы 30.

Расположение скобы 30 в своем конечном положении 5 в прямом продольном углублении 22 L-образного листового компонента 20 происходит следующим образом.

Сначала дуговую часть 34 скобы 30 опускают через верхнюю продольную арматуру Boo, Во, проводят ее непосредственно до отверстия прямого продольного углубления 22 (положение 1) и затем подвергают воздействию тянущей силы F_Z, имеющей касательную составляющую F_⎪⎪, указывающую в продольном направлении прямого продольного углубления 22. Для возникновения такой касательной составляющей скоба 30 должна быть наклонена относительно вертикали на угол β в направлении прямого продольного углубления 22 (положения 2, 3). Данная касательная составляющая F_⎪⎪=F_Z⋅sinβ тянущей силы F_Z втягивает дуговую часть 34 скобы в прямое продольное углубление 22 (перемещение из положения 3 в положение 4), причем нормальная составляющая F_⊥=F_Z⋅cosβ тянущей силы F_Z приводит во время указанного ввода к нежелательному трению между дуговой частью 34 скобы и верхей стороной прямого продольного углубления 22. При небольшим углах β желательная касательная составляющая F_⎪⎪ является небольшой, а нежелательная нормальная оставляющая F_⊥, напротив, - большой, и поэтому оператор должен прикладывать большую тянущую силу F_Z, что может привести к интенсивному усталостному износу втягиваемой дуговой части. Формулы F_⎪⎪=F_Z⋅sinβ и F_⊥=F_Z⋅cosβ показывают, что можно повысить F_⎪⎪ и снизить F_⊥ путем увеличения угла В наклона скобы 30 при вводе. Этого достигают посредством длинных скоб 30, которые могут быть протянуты под углом наклона β≈25°…40° и в конечном положении имеют угол наклона α=30°…45° относительно вертикали. При этом максимально допустимая длина Н_В скобы для таких скоб составляет Н_В=h_В⋅√2 (для угла наклона α=45°), и, следовательно, данная длина превышает минимальную длину h_В скобы более чем на 40%, что связано с соответствующим перерасходом материала.

Когда дуговая часть 34 скобы достигает своего окончательного положения в крепежной зоне BF, плечи скобы опускаются на два стержня самого верхнего продольного арматурного слоя Boo. При этом скоба 30 достигает своего конечного положения (положение 5), в котором она имеет угол α наклона относительно вертикали. (На фиг. 1 схематично показана зависимость F_Z, F_⎪⎪, F_⊥ и β в положении 3. В положении 5 изображен угол α наклона скобы в конечном положении.)

На фиг. 1 наглядно отображен еще один недостаток описываемого втягивания, оказавшийся на практике наиболее серьезным.

Ножки скобы 30 (представляющие собой два участка скобы, которые соединяют оба плеча 32 скобы с дуговой частью 34 скобы) должны перемещаться при втягивании параллельно стержням самого верхнего арматурного слоя Boo по очень длинной горизонтальной свободной области R. На фиг. 1 показано, что свободная область R должна соответствовать по меньшей мере удвоенной ширине L-образного листового компонента 20 для гарантии удобного и быстрого втягивания и, соответственно, эффективного и экономичного хода работ на строительной площадке.

Для обеспечения указанной горизонтальной свободной области R в зоне данного промежутка не должен быть расположен ни один стержень верхнего продольного арматурного слоя Во, проходящего под прямым углом к самому верхнему продольному арматурном слою Boo. На фиг. 1 показаны три стержня верхнего продольного арматурного слоя Во, причем средний стержень, изображенный при помощи штрихового контура, расположен в положении внутри горизонтальной свободной области, что делает невозможным ввод скобы 30. Соответственно для возможности ввода скобы 30 данный стержень должен быть временно удален. Такое временное удаление арматурных стержней является полностью невыгодным с экономической точки зрения и в обычном случае вообще невозможно, поскольку обычно используются арматурные сетки, в которых стержни обоих продольных арматурных слоев Boo и Во приварены к решетке, и поэтому уже фиксированы.

Ввиду крайней трудоемкости, нехватки времени и высоких затратах на строительной площадке, L-образные листовые компоненты 20 невозможно расположить так, чтобы над каждым L-образным листовым компонентом 20 имелась очень длинная горизонтальная свободная область R для ввода скобы 30. Кроме того, необходимо соблюдать определенные расстояния между отдельными элементами Q армирования на восприятие поперечных сил так, чтобы положения L-образных листовых компонентов 20 в компонентах из монолитного бетона не могли быть изменены произвольным образом для приспособления к верхней продольной арматуре. В случае полуфабрикатных компонентах это в любом случае невозможно, поскольку нижний участок L-образных листовых компонентов 20 уже залит бетоном.

Таким образом, L-образные листовые компоненты 20 с закрепленными на них скобами 30 не могут быть использованы в связи с верхней продольной арматурой Boo, Во, выполненной в виде арматурных сеток, что исключает эффективное и экономичное применение данных компонентов в качестве элементов армирования на восприятие поперечных сил.

Для восприятия растягивающих напряжений, возникающих в компоненте из железобетона/предварительно напряженного бетона, скобы 30 должны быть направлены, в своем конечном положении в установленном состоянии, в направлении данных напряжений. Данные напряжения наклонены относительно вертикали, причем их угол наклона является различным для отдельных элементов Q армирования на восприятие поперечных сил и, как правило, точно не известен. Поэтому на практике в качестве хорошего компромисса применяют вертикально или почти вертикально направленные скобы. Поскольку данные скобы создают соединение между L-образными компонентами 20 и нижней продольной арматурой Во, Boo по (почти) самой короткой траектории, то длина Н_В скоб может превышает минимальную длину h_В скоб только незначительно - предпочтительно не более, чем на 6%. Однако установка скоб 30 посредством ввода исключает короткие скобы 30, занимающие в готовом компоненте из железобетона/предварительно напряженного бетона вертикальное (α=0) или по меньшей мере почти вертикальное (α<20°) конечное положение. Вследствие этого желательный вариант осуществления армирования на восприятие поперечных сил, состоящего из L-образных листовых компонентов 20 с (почти) вертикально стоящими скобами 30, не может быть реализован даже приблизительно.

Таким образом, в уровне техники имеется противоречие между применением длинных скоб, обеспечивающих снижение силовых затрат оператора при вводе, и применением коротких скоб, безусловно предпочтительных для изготовления эффективного армирования на восприятие поперечных сил.

Задача изобретения

Задача предлагаемого изобретения состоит в устранении описанных недостатков, присущих уровню техники.

Решение задачи изобретения

В соответствии с предлагаемым изобретением указанную задачу решают посредством плоского компонента 21 по пункту 1 формулы изобретения, содержащего выполненную в виде выемки А зону подвода, посредством элемента Q армирования на восприятие поперечных сил по пункту 10 формулы изобретения, посредством компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона по пункту 13 формулы изобретения и посредством его применения по пункту 15 формулы изобретения, а также посредством предпочтительных вариантов осуществления, сформулированных в зависимых пунктах формулы изобретения. Плоский, предпочтительно прямоугольный компонент 21 образует вместе с по меньшей мере одной скобой 30, выполненной с возможностью соединения с плоским компонентом 21, элемент Q армирования на восприятие поперечных сил. Используемые ниже термины относительно ориентации плоского компонента 21 (например, нижний участок) относятся к направлению данного компонента после установки в компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона. Выполненный плоским компонент 21 имеет на своем нижнем участке по меньшей мере одно стопорное средство для закрепления на нижней продольной арматуре указанного компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона. Данное по меньшей мере одно стопорное средство содержит достаточно большие углубления 50 для закрепления плоского компонента 21 на стержнях самого нижнего продольного арматурного слоя Buu, а также опционный отогнутый край 40 непосредственно под указанным по меньшей мере одним углублением 50. Данный опционный отогнутый край 40 выполнен под прямым углом и служит для дополнительной стабилизации плоского компонента 21 посредством того, что данный край прилегает непосредственно к нижним сторонам расположенных в углублениях 50 стержней самого нижнего арматурного слоя Buu. Вследствие этой дополнительно стабилизирующей функции выполнение плоского компонента 21 с отогнутым краем 40 является безусловно предпочтительным.

Плоские компоненты 21 содержат выполненную в виде углубления крепежную зону BF, расположенную в окрестности средней линии М плоского компонента 21 и пригодную для расположения дуговых частей 34 скобы одной или двух скоб 30. В соответствии с предлагаемым изобретением плоские компоненты дополнительно содержат выполненную в виде выемки А и соединенную с крепежной зоной BF зону подвода, которая позволяет подводить дуговую часть 34 скобы к крепежной зоне BF в широком угловом диапазоне, причем угол ζ подвода, измеренный от горизонтали, может изменяться по меньшей мере от 10° до 120°, посредством чего достигается облегченная подводимость скоб. При этом выемка А может быть сужена таким образом, что она позволяет подводить дуговую часть 34 скобы в предпочтительном угловом диапазоне или под предпочтительным углом ζ подвода.

Компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона содержит одну верхнюю и одну нижнюю продольные арматуры, причем верхняя продольная арматура может быть выполнена как в виде отдельных арматурных стержней, так и, в предпочтительном варианте осуществления, в виде арматурных сеток, и снабжена армированием на восприятие поперечных сил, состоящим из подходящего количества предлагаемых элементов Q армирования на восприятие поперечных сил из плоских компонентов 21 с закрепленными на них скобами 30, габариты которого превышают самый верхний продольный арматурный слой Boo и самый нижний продольный арматурный слой Buu. Практические испытания и моделирование показали, что такое армирование на восприятие поперечных сил из предпочтительно по меньшей мере 20 элементов Q армирования на восприятие поперечных сил обеспечивает необходимую несущую способность компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона.

Указанную задачу изобретения решают также посредством способа, в котором установка скобы 30 в плоском компоненте 21 происходит посредством вдавливания. Так, в своем конечном положении скобы 30 имеют небольшой угол α наклона, лежащий в диапазоне α<20°, предпочтительно α<10°. В идеальном случае в конечном положении скобы 30 направлены вертикально (α=0). Небольшой угол α наклона обеспечивается применением коротких скоб 30, причем длина Н_В данных скоб превышает минимальную длину h_В скобы на величину, меньшую или равную 6%. Такие скобы 30 в конечном положении имеют угол наклона α<20°. В частности предпочтительно длины скоб составляют Н_В=1,02⋅h_В и Н_В=h_В.

Подробное описание предлагаемого решения

Часть 1 решения: предлагаемый плоский компонент 21, элемент Q армирования на восприятие поперечных сил и компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона, снабженный данным элементом.

Ряд экспериментов с плоскими компонентами, содержащими различные формы продольных углублений, показал, что задача предлагаемого изобретения оптимально решается посредством плоского, предпочтительно прямоугольного компонента 21 и по меньшей мере одной скобы 30, выполненной с возможностью соединения с плоским компонентом 21. Выполненный плоским компонент 21 имеет на своем нижнем участке по меньшей мере одно стопорное средство для закрепления на нижней продольной арматуре компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона. Эти стопорные средства содержат достаточно большие углубления 50 для закрепления плоского компонента 21 на стержнях самого нижнего продольного арматурного слоя Buu, а также опционный отогнутый край 40 непосредственно под указанным по меньшей мере одним углублением 50. Данные углубления 50 могут находиться полностью внутри плоского компонента 21 так, что каждый стержень самого нижнего арматурного слоя Buu может проходить через углубления 50. Для предотвращения возможности поворота плоского компонента 21 вокруг такого стержня плоский компонент 21 предпочтительно содержит два углубления 50 для размещения таких стержней, которые надежно фиксируют плоский компонент 21. Вместо выполнения полностью внутри плоского компонента 21, углубления 50 могут быть также выполнены открытыми или полуоткрытыми по направлению к боковым краям плоского компонента 21. В этом случае каждый стержень самого нижнего арматурного слоя Buu может проходить с боковых сторон в углубление 50 плоского компонента 21. Опционный отогнутый край 40 выполнен под прямым углом и обеспечивает возможность дополнительной стабилизации плоского компонента 21 посредством того, что этот край прилегает непосредственно к нижним сторонам стержней самого нижнего арматурного слоя Buu, расположенных в углублениях 50. При этом отогнутый край 40 предпочтительно снабжен дополнительными углублениями (как показано внизу на фиг. 2с), обеспечивающими протягивание крепежных проволок, посредством которых отогнутый край 40 подтягивается к стержням самого нижнего арматурного слоя Buu так, чтобы плоский компонент 21 был устойчиво и неподвижно фиксирован (так называемая перевязка). Вследствие данной дополнительно стабилизирующей функции выполнение плоского компонента 21 с отогнутым краем 40 является безусловно предпочтительным.

Плоский компонент 21 содержит выполненную в виде углубления крепежную зону BF, расположенную в окрестности средней линии М плоского компонента 21 и пригодную для расположения дуговых частей 34 скобы одной или двух скоб 30. При этом крепежная зона BF выполнена таким образом, что после установки плоского компонента 21 в компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона данная крепежная зона имеет определенное расстояние до верхней продольной арматуры. Вследствие этого крепежная зона BF предпочтительно выполнена в виде горизонтального паза. Для обеспечения возможности стабильной фиксации скоб 30 данная крепежная зона может быть также выполнена слегка наклоненной или может содержать, для приема дуговых частей 34 скобы, дополнительное углубление на своей верхней стороне (в направлении к верхнему краю плоского компонента 21). В соответствии с предлагаемым изобретением плоский компонент 21 дополнительно содержит зону подвода, выполненную в виде выемки А, соединенную с крепежной зоной BF и обеспечивающую возможность подведения дуговой части 34 скобы к крепежной зоне BF в широком угловом диапазоне, причем угол ζ подвода, измеренный от горизонтали, может изменяться по меньшей мере от 10° до 120°. В свою очередь, выемка А, допускающая данный широкий угловой диапазон, проходит через отмеченную на фиг. 2а штриховой линией зону, отграниченную верхним участком бокового края и фрагментом верхнего края плоского компонента 21. При этом, как показано на фиг. 2, подведение дуговой части 34 скобы может происходить крайне вариативно, например, под углами 10°, 30°, 45°, 60°, 90° и 120°, что проиллюстрировано обозначенными в данной последовательности от а до f стрелками.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения выемка А сужается таким образом, что она позволяет подводить дуговую часть 34 скобы только в подходящем угловом диапазоне, выбранном из диапазона 10°≤ζ≤120°. Подходящими угловыми диапазонами являются 10°≤ζ≤110°, предпочтительно 80°≤ζ≤110° (посредством чего оператор может видеть зону подвода сверху и расположить скобу быстрее и надежнее), и 10°≤ζ≤80° (посредством чего обеспечено хорошее качество проведения дуговой части 34 скобы по нижнему краю раструбообразной выемки А), а также, в частности предпочтительно 40°≤ζ≤50° (посредством чего достигается оптимальный компромисс между силовыми затратами оператора и качеством проведения скобы).

В другом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения выемка А сужается таким образом, что она позволяет подводить дуговую часть 34 скобы только при выбранном угле подвода, также выбранном из диапазона 10°≤ζ≤120°. При этом предпочтительными углами подвода являются ζ=30°, ζ=45°, ζ=60°, в частности предпочтительный угол ζ=45°. В рассматриваемых случаях зона подвода, образованная выемкой А, сужается до канала S подвода в виде направленного наклонно вверх паза с отверстием 29 во внешнее пространство, пригодным для подведения дуговой части 34 скобы. Вместе с крепежной зоной BF такой канал S подвода образует угловатое продольное углубление 23.

Вследствие наклонного хода канала S подвода (после установки плоского компонента 21 в компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона) расстояние между отверстием 29 и верхней продольной арматурой меньше, чем расстояние между крепежной зоной BF и верхней продольной арматурой. Данный признак является существенным условием для применения коротких скоб 30. Предпочтительно канал S подвода выполнен прямолинейным. Однако данный канал может быть выполнен также дугообразным, причем радиус дуги должен соответствовать расстоянию между крепежной зоной BF и верхней продольной арматурой.

Вертикальное расположение крепежной зоны BF и высота плоского компонента 21 станут очевидны из следующих соображений. Расстояние от нижней, предпочтительно скошенной стороны плоского компонента 21 до крепежной зоны BF должно быть настолько большим, что крепежная зона BF остается свободно доступной при установке плоского компонента 21, уже залитого бетоном в нижней части, в выполненный в качестве полуфабрикатного компонента компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона. Поскольку на практике высота заливки превышает нижнюю продольную арматуру на 4-6 см, крепежная зона BF должна быть удалена по меньшей мере на 7 см от нижней стороны плоского компонента 21. Кроме того, для обеспечения того, что плоский компонент 21 имеет необходимую стабильность также в зоне угловатого продольного углубления, по меньшей мере одна треть поверхности данного компонента должна находиться над крепежной зоной BF. С другой стороны, плоский компонент 21, установленный в компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона, должен иметь достаточное расстояние от верхней продольной арматуры (компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона) даже при небольшой толщине компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона (которая приблизительно равна или равна минимальной толщине 18 см). Задача предлагаемого изобретения решается плоским компонентом 21 с высотой между 11 см и 12 см и с крепежной зоной BF, удаленной на 7-8 см от нижней стороны плоского компонента 21.

Плоский компонент 21 и скобы 30 должны быть выполнены из материала с повышенной прочностью на растяжение. Подходящими материалами, сочетающими высокую прочность на растяжение с легкой обрабатываемостью, являются конструкционная сталь и арматурная сталь, причем для плоских компонентов 21 предпочтительна конструкционная сталь, а для скоб 30 предпочтительна арматурная сталь. При изготовлении из конструкционной стали плоский компонент 21 должен иметь толщину по меньшей мере 1 мм, причем предпочтительно толщина данного компонента составляет 3 мм и 5 мм. Для скоб 30 предпочтительно используется ребристая прутковая бетонная сталь с номинальным поперечным диаметром 6 мм. Также могут быть использованы другие прочные на растяжение материалы, причем при соответствующих условиях размеры могут быть выбраны специалистом в рассматриваемой области техники.

На фиг. 2b схематично показан предпочтительный вариант осуществления предлагаемого плоского компонента 21, снабженный угловатым продольным углублением 23. Поскольку данный компонент предпочтительно изготовлен из конструкционной стали и содержит опционный, но безусловно рекомендуемый отогнутый край 40, придающий данному компоненту L-образное поперечное сечение, то далее и во всех вариантах осуществления предлагаемого изобретения указанный компонент описан как L-образный листовой компонент 21. При этом в крепежной зоне BF могут быть установлены одна или две скобы 30 (на фиг. 2b не показаны).

На нижнем крае канала S подвода угловатого продольного углубления 23 и на боковом крае L-образного листового компонента 21 расположены два углубления 25а и 26а, образующие стопорный выступ 27а, на котором может быть зацеплен зажимной листовой элемент 24а для фиксации и стопорения скоб 30 посредством его надвигания в направлении изображенной на фиг. 2b стрелки. При этом для обеспечения надежного зацепления зажимного листового элемента 24а углубление 25а предпочтительно выполнено прямоугольным. В свою очередь, форма углубления 26а может быть выбрана в значительной степени свободно. Так, данное углубление предпочтительно выполнено в виде треугольника, как раз настолько большого, что обеспечена возможность установки зажимного листового элемента 24а. Таким образом, углубление 26а не влияет на несущую способность L-образного листового компонента 21. В рассматриваемом варианте осуществления угол ζ подвода, под которым может быть подведена дуговая часть 34 скобы, определяется углом γ наклона канала S подвода относительно крепежной зоны BF (ζ=γ). Угол γ наклона может быть выбран из того же диапазона, что и угол ζ. Так, предпочтителен диапазон 30°≤γ≤60°, в котором могут быть надежно подведены также короткие скобы 30, причем в частности предпочтительно углы составляют γ=30°, γ=45° и γ=60°, то есть углы, которые также предпочтительны для ζ. Длина L_S канала S подвода и длина L_BF крепежной зоны BF могут быть изменены относительно друг друга, при этом имеет место соотношение L_S⋅cosγ+L_BF=Т, где Т - глубина продольного углубления 23 (при отсчете от бокового края L-образного листового компонента). При этом глубина Т угловатого продольного углубления 23 предпочтительно превышает среднюю линию М L-образного листового компонента 21 на величину поперечного диаметра скобы, так что крепежная зона BF находится точно в зоне средней линии М и, таким образом, L-образный листовой компонент 21 нагружается равномерно. Однако, как показано на фиг. 2b, для повышения несущей способности L-образного листового компонента 21 может быть выбрана меньшая глубина Т. Указанная длина L_BF крепежной зоны BF выбирается и положения углублений 25а и 26а для закрепления зажимного листового элемента 24 размещаются так, чтобы одна или даже две дуговые части 34 скобы можно было ввести в крепежную зону BF и застопорить путем зацепления зажимного листового элемента 24а.

Существенное условие для установки скоб 30 состоит в том, что отверстие 29 угловатого продольного углубления 23 лежит выше крепежной зоны BF, что обеспечивается каналом S подвода, проходящим от крепежной зоны BF наклонно вверх к отверстию 29. В рассматриваемом случае разница HD высоты между отверстием 29 и крепежной зоной BF задана проекцией L_S⋅sinγ канала S подвода на боковой край L-образного листового компонента 21. При этом для возможности надежной установки также и коротких скоб достаточна разница HD высоты от 1 до 2 см.

Для обеспечения свободной подвижности дуговой части 30 скобы в продольном углублении 23 высота продольного углубления 23 должна быть немного больше номинального диаметра скобы 30, то есть номинального диаметра примененного для изготовления скобы 30 пруткового материала (предпочтительно прутковой бетонной стали). При этом предпочтительно верхняя поверхность скобы выполнена ребристой, что приводит к тому, что внешний диаметр скобы 30 больше, чем ее номинальный диаметр. В любом случае свободная подвижность дуговой части 30 скобы в продольном углублении 23 обеспечена, если высота продольного углубления 23 на одну треть больше номинального диаметра скобы 30. Тогда в готовом компоненте из железобетона/предварительно напряженного бетона ребристая верхняя поверхность скобы имеет стабильное соединение с окружающим бетоном и повышает, таким образом, несущую способность компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона. Угловатое продольное углубление 23 может быть модифицировано различными способами: канал S подвода может быть выполнен также дугообразным. При этом важно, что при дугообразном выполнении канала подвода также обеспечивается вышеуказанная разница HD высоты. Для поддержания фиксации скоб 30 крепежная зона BF может быть слегка наклонена вверх в направлении к средней линии М. Предпочтительна, однако, крепежная зона, которая проходит горизонтально, поскольку после установки L-образного листового компонента 21 в компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона данная крепежная зона имеет определенное расстояние до его верхней продольной арматуры. Верхняя сторона крепежной зоны BF может иметь углубление, поддерживающее фиксацию дуговых частей 34 скобы. Данное углубление должно иметь небольшую высоту порядка 1 мм, так чтобы расстояние до верхней продольной арматуры было увеличено лишь незначительно. Если выбрана слегка наклоненная крепежная зона BF, то данная зона также должна быть поднята вдоль своей длины в направлении к средней линии М только на небольшую величину порядка 1 мм.

Для решения задачи изобретения, состоящей в реализации небольшого угла α наклона скобы 30 в конечном положении (α<20°, предпочтительно α<10°, идеально α=0), полезны следующие соображения для выбора длины Н_В скобы.

Как показано на фиг. 3, минимальная длина h_B скобы задана расстоянием от нижнего края крепежной зоны BF угловатого продольного углубления 23 до верхнего края самого верхнего продольного арматурного слоя Boo, плюс удвоенный номинальный диаметр скобы 30. При этом ввиду того, что cos α=h_В/Н_В, угол α наклона скобы в конечном положении определен отношением длины Н_В скобы к минимальной длине h_B скобы. В случае наклоненной скобы плечи скобы имеют боковой отступ Z относительно дуговой части скобы (как показано на фиг. 3). В следующей таблице приведены примерные численные данные по указанному боковому отступу.

В соответствии с вышеприведенным указанием скобы 30 с углом наклона в конечном положении α<20° могут быть охарактеризованы как короткие скобы, и таким образом в вышеуказанной таблице скобы 30 с длинами скобы 1,0⋅h_В≤Н_В≤1,06⋅h_В классифицированы как короткие скобы, а скобы с длинами скобы Н_В=1,07⋅h_B, 1,15⋅h_B, 1,41⋅h_В - как длинные скобы.

Для обеспечения надежной установки скоб 30 также при применении арматурных сеток в качестве верхней продольной арматуры компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона боковой отступ V должен быть меньше половины расстояния между стержнями в арматурной сетке. Обычное расстояние между стержнями составляет 15 см. В таблице показано, что в случае минимальной длины скобы h_В=12 см (пригодной для компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона с толщиной примерно 24 см) скобы с длиной Н_В=1,06⋅h_В могут быть надежно установлены. В случае минимальной длины скобы h_B=30 см (пригодной для компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона с толщиной примерно 42 см) боковой отступ V для скоб с длиной скобы Н_В=1,06⋅h_В уже является слишком большим, что вызывает необходимость в скобах с длиной скобы (Н_В≤1,03⋅h_В). Теоретически можно выбрать скобы 30 с минимальной длиной h_В скобы, стоящие в конечном положении вертикально (α=0). Однако на практике всегда следует учитывать допуски на изготовление, которые могут приводить к отклонениям длины скобы. В связи с этим нецелесообразно применять скобы 30 с минимальной длиной h_B скобы, поскольку может оказаться, что часть этих скоб слишком короткая и следовательно не может быть установлена. Подходящий компромисс описан на примере скоб 30 с длиной скобы Н_В=1,02⋅h_В. Данные скобы имеют небольшой угол наклона в конечном положении (α=11,4° при точном соблюдении длины скобы) и не подвержены риску невозможности установки вследствие допусков на изготовление. Однако в рамках предлагаемого изобретения также рассматриваются скобы 30 с более короткой длиной скобы (1,01⋅h_В), в том числе с минимальной длиной h_B скобы, поскольку вследствие снижаемых допусков на изготовление такие скобы могут обрести практическую значимость в будущем. В качестве предпочтительного вторичного эффекта применения коротких скоб 30 следует упомянуть экономию пруткового материала.

Преимущество предлагаемого элемента Q армирования на восприятие поперечных сил состоит в том, что адаптация к компонентам из железобетона/предварительно напряженного бетона различной толщины происходит путем изменения длины Н_В скобы. Таким образом, для компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона различной толщины могут быть применены одинаковые L-образные листовые компоненты 21.

Вариант осуществления 1 (соответствующий L-образному листовому компоненту 21)

На фиг. 2с показаны вид спереди (слева вверху), вид сбоку (справа вверху) и вид сверху (внизу) конкретного варианта осуществления L-образного листового компонента 21, предназначенного для практического использования. При этом номера позиций, которые могут быть перенесены непосредственно с фиг. 2b, пропущены для четкого отображения всех размеров и допусков (всегда в миллиметрах). Номерами позиций обозначен только фиксированный зажимной листовой элемент 24а для наглядной иллюстрации функции данного элемента в качестве стопорного устройства.

В данном случае L-образный листовой компонент 21 выполнен из конструкционной стали толщиной 3 мм или 5 мм и изготавливается с небольшими затратами в виде свободно падающего штампованного компонента. Данный компонент имеет высоту 116 мм или 118 мм (что является следствием различных толщин) и ширину 69 мм. Выбранная ширина является следствием условий использования L-образных листовых компонентов на практике. Группу L-образных листовых компонентов нанизывают на стержни самого нижнего арматурного слоя Buu (посредством протягивания стержней через углубления 50) так, что в результате возникает прямолинейный элемент, вложенный в качестве добавочной арматуры между стержнями уже имеющегося самого нижнего продольного арматурного слоя Buu в основное тело (арматурную конструкцию до заливки бетоном) компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона. При этом стержни уже имеющегося продольного арматурного слоя Buu обычно имеют интервал 10 см или 15 см. В обоих случаях прямолинейный элемент с L-образными листовыми компонентами 21 с выбранной шириной 69 мм может быть размещен удобным образом в данном интервале, причем возникающая общая конструкция из стержней самого нижнего продольного арматурного слоя Buu сохраняет приблизительно эквидистантные интервалы между стержнями. Естественно, ширина L-образных листовых компонентов 21 может быть оптимизирована с учетом конкретных условий использования.

Угловатое продольное углубление 23 имеет глубину Т=(30±1) мм. При этом канал S подвода угловатого продольного углубления 23 наклонен под углом γ=45° относительно проходящей горизонтально крепежной зоны BF, имеющей длину (16±1) мм, так что угол подвода составляет ζ=45°. Таким образом, между отверстием 29 и крепежной зоной BF угловатого продольного углубления 23 L-образного компонента 21 имеется разница HD высоты 14 мм. Дуговые части 34 скобы (не изображены) одной или двух скоб 30 могут быть вдавлены в крепежную зону BF через канал S подвода. Указанное угловатое продольное углубление 23 имеет высоту 8 мм, и таким образом обеспечена свободная подвижность скоб, выполненных из прутковой бетонной стали с номинальным диаметром 6 мм, в угловатом продольном углублении 23.

Часть 2 решения: Предлагаемое вдавливание скоб 30 в угловатое продольное углубление 23 L-образных листовых компонентов 21

Исходная ситуация перед вдавливанием

Для компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона обеспечено наличие основного тела, имеющего необходимое количество предлагаемых L-образных листовых компонентов 21 с угловатым продольным углублением 23. При этом L-образные листовые компоненты 21 соединены, вышеописанным образом, с нижней продольной арматурой Buu, Bu. Указанный компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона может быть выполнен в виде полуфабрикатного компонента или компонента из монолитного бетона. При выполнении в виде полуфабрикатного компонента нижняя часть основного тела уже залита бетоном в заводских условиях, причем высота заливки выбрана таким образом, что угловатые продольные углубления 23 для установки скоб 30 и углубления 25 а и 26а для установки зажимного листового элемента 24а остаются свободными, что в каждом случае обеспечено высотой заливки от 4 см до 6 см. При выполнении в виде компонента из монолитного бетона заливка бетоном происходит полностью на строительной площадке. В обоих вариантах осуществления предлагаемого изобретения верхняя продольная арматура, состоящая из продольных арматурных слоев Boo и Во, уже уложена. При этом вследствие комплектования предлагаемыми L-образными листами 21 с угловатыми продольными углублениями 23, верхняя продольная арматура может быть выполнена в виде арматурной сетки, в которой оба продольных арматурных слоя Во и Boo приварены друг к другу, и поэтому горизонтальная свободная область R, имеющаяся для установки скоб 30, больше не может быть изменена. Описываемое выполнение верхней арматуры в виде арматурной сетки является безусловно предпочтительным, поскольку в отличие от одиночных арматурных стержней арматурная сетка может быть заложена намного быстрее, точнее и с меньшими затратами.

Ход процесса вдавливания

Для вдавливания оператор опускает ножки скобы заранее изготовленной скобы 30 с длиной Н_В, выбранной, как описано выше, через верхнюю арматуру таким образом, что соединяющая оба плеча дуговая часть 34 скобы располагается непосредственно перед отверстием 29 угловатого продольного углубления 23. Во время опускания скобу 30 предпочтительно удерживают под небольшим углом β наклона относительно вертикали (β<10°) или даже вертикально. Однако, как более подробно описано далее в варианте 3 осуществления, при необходимости, в частности, для предотвращения столкновения со стержнем верхнего продольного арматурного слоя Во, можно наклонить скобу 30 гораздо сильнее. При этом вследствие направленного наклонно вверх канала S подвода угловатого продольного углубления 23 отверстие 29 данного углубления смещается вверх, так что также и дуговая часть 34 скобы скобы 30, наклоненной в большей степени, также может быть расположена перед отверстием 29. Таким образом, угол β наклона скобы 30 во время вдавливания может быть больше, чем угол α наклона, который имеет скоба 30 в конечном положении.

Сразу после расположения дуговой части 34 скобы непосредственно перед отверстием угловатого продольного углубления 23 оператор оказывает воздействие на скобу 30, посредством давящей силы FD, перемещающей дуговую часть 34 скобы через отверстие 29 угловатого продольного углубления 23 в канале S подвода данного углубления и направляющей данную дуговую часть дальше через канал S подвода в крепежную зону BF угловатого продольного углубления 23. Неожиданно было обнаружено, что для этой цели уже достаточна небольшая давящая сила F_D, намного меньшая, чем тянущая сила F_Z, необходимая при вводе в соответствии с уровнем техники. В качестве причины этого предпочтительного эффекта было установлено, что при вдавливании отсутствует мешающее трение дуговой части 34 скобы на верхнем крае продольного углубления 23. В результате дуговая часть 34 скобы скользит в крепежную зону 34 почти без трения. Затем плечи 32 скобы 30 укладывают на двух стержнях самого верхнего продольного арматурного слоя Boo, причем в данном конечном положении скоба 30 имеет угол α наклона, обусловленный длиной Н_В скобы.

Во время общего процесса вдавливания перемещение верхней части скобы 30, образованной плечами 32 скобы, должно происходить только в очень короткой горизонтальной свободной области R. При этом для удобной работы будет всегда достаточна свободная область R, соответствующая глубине Т угловатого продольного углубления 23. Даже еще меньшая свободная область R с длиной, на несколько миллиметров большей, чем внешний диаметр скобы 30, что, соответственно, едва обеспечивает возможность протягивания скобы 30 между двумя очень плотно лежащими стержнями верхнего продольного арматурного слоя Во и при этом наклон скобы на угол β, величина которого должна быть не больше 45°, уже достаточна для вдавливания. Если, например, внешний диаметр скобы составляет 8 мм (обычное на практике значение), то для протягивания скобы 30, наклоненной на 45°, через верхнюю продольную арматуру достаточна свободная область R с длиной 8 мм×√2≈12 мм. Однако имеющаяся на практике свободная область R всегда значительно больше, поскольку расстояние между двумя арматурными стержнями в имеющихся на рынке арматурных сетках обычно составляет 10 см или 15 см. Таким образом, всегда можно беспрепятственно вдавить дуговую часть 34 скобы в угловатое продольное углубление 23 L-образных листовых компонентов. Выбор короткой длины Н_В скобы гарантирует, что после укладки плечей скобы на два стержня самого верхнего продольного арматурного слоя Boo данная скоба 30 имеет небольшой угол α наклона, так что плечи 32 скобы имеют небольшой боковой отступ V, предпочтительно V<5 см. В результате для приведения скобы 30 в ее конечное положение достаточна свободная область R≤5 см. При этом свободная область R всегда задана, при отсчете от вертикали, в одном направлении из двух направлений, возможных для укладки плечей 32 скобы.

После окончания установки скоб 30 для всех L-образных листовых компонентов 21, изготовление компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона завершается заливкой бетона.

При вдавливании скоб 30 для отдельных L-образных листовых компонентов 21 возможна группа существенно различных ситуаций, обусловленных соответствующем положением стержней верхнего продольного арматурного слоя Во, которые описаны в нижеследующих вариантах осуществления.

Вариант осуществления 2: над угловатым продольным углублением 23 L-образного листового компонента 21 нет ни одного стержня верхнего арматурного слоя Во.

В данной ситуации, показанной на фиг. 3, необходимая горизонтальная свободная область R расположена оптимально и, следовательно, непосредственно доступна. Простой статистический расчет показывает, что данная ситуация имеет место для более 70% L-образных листовых компонентов. Изображенный на фиг. 3 L-образный листовой компонент 21 имеет размеры, указанные на фиг. 2с. При этом применяется скоба 30 с длиной скобы Н_В=1,03⋅h_В, которая, таким образом, на 3% больше, чем минимальная длина h_В скобы, составляющая в рассматриваемом случае 16 см. Соответственно длина Н_В скобы составляет 16,5 см. При вдавливании дуговую часть 34 скобы проводят, посредством действующей на скобу 30 давящей силы F_D, через положения 1 и 2 в крепежную зону BF угловатого продольного углубления 23. Затем скобу наклоняют влево в ее конечное положение 3, в котором скоба имеет угол наклона α≈14°. При этом можно видеть, что для вдавливания скобы 30 и для укладки плечей 32 скобы на двух стержнях самого верхнего продольного арматурного слоя Boo достаточна свободная область около 3 см. В конструкции на фиг. 3 укладки скобу 30 можно также уложить вправо, так как для этого имеется необходимая для такой укладки свободная область. Таким же образом могут быть вдавлены две скобы 30, при этом одна из них укладывается направо, а другая - налево.

Вариант осуществления 3: над угловатым продольным углублением 23 L-образного листового компонента 21 расположен один стержень верхнего арматурного слоя Во.

Стержень верхнего арматурного слоя Во, расположенный над угловатым продольным углублением 23 L-образного листового компонента 21, препятствует перемещению плеч 32 скобы параллельно стержням самого верхнего арматурного слоя Boo. Соответствующие три ситуации (I, II, III) показаны на фиг. 4. Суммарно данные три ситуации имеют место для менее чем 30% L-образных листовых компонентов 21. В рассматриваемом случае над угловатым продольным углублением 23 L-образного листового компонента не имеется оптимально расположенной горизонтальной свободной области с длиной Т. При этом, однако, с обеих сторон работающего в качестве преграды стержня верхнего арматурного слоя Во имеются горизонтальные свободные области с длиной, значительно большей Т, которые, как и опционно расположенная горизонтальная области, подходят для вдавливания скоб 30.

В данном варианте используют скобы 30 с минимальной длиной h_В скобы, стоящие в своем конечном положении вертикально или почти вертикально. Вдавливание скоб 30 происходит как показано на фиг. 4, где изображен показан порядок действий при трех различных положениях работающего в качестве преграды стержня верхнего арматурного слоя Во.

В ситуации I стержень верхнего арматурного слоя Во расположен вертикально над отверстием 29 угловатого продольного углубления 23. На фиг. 4 наглядно показано, что при легком наклоне скобы 30 с минимальной длиной h_В скобы обеспечена возможность беспрепятственного проведения данной скобы по мешающему стержню (положение 1 скобы), вдавливания дуговой части 34 скобы в отверстие 29 угловатого продольного углубления 23, протягивания данной дуговой части через канал S подвода (положение 2 скобы) и приведения скобы 30 в вертикальное конечное положение (положение 3 скобы). В данном конечном положении дуговая часть 34 скобы расположена в крепежной зоне BF угловатого продольного углубления 23, при этом плечи 32 скобы 30 лежат на двух стержнях самого верхнего продольного арматурного слоя Boo. Таким образом, в данном примере скоба 30 в конечном положении имеет угол наклона α=0, причем к началу процесса вдавливания (положение 1 скобы) скоба имела угол наклона β=5°.

В ситуации II стержень верхнего арматурного слоя Во расположен вертикально над переходом из канала S подвода в крепежную зону BF угловатого продольного углубления 23. На фиг. 4 показано, что в этой ситуации также обеспечена возможность беспрепятственного проведения скобы 30 с минимальной длиной h_В по мешающему стержню (положение 1 скобы). Однако для этого данная скоба должна быть приведена (в отличие от ситуации 1) в положение с несколько большим углом β наклона (в рассматриваемом случае β=17°). Затем дуговую часть 34 скобы вдавливают в отверстие угловатого продольного углубления 23 и проводят через канал S подвода (положение 2 скобы) в крепежную зону BF угловатого продольного углубления. При этом благодаря стержню верхнего арматурного слоя Во, расположенному над переходом из канала S подвода в крепежную зону BF, в рассматриваемом случае скоба 30 не может быть перемещена в точно вертикальное конечное положение, однако данную скобу можно привести в почти вертикальное конечное положение. На фиг. 4 показано, что в данном примере для проведения скобы 30 по мешающему стержню верхнего арматурного слоя Во уже достаточен угол наклона α=1°. Для приведения скобы 30 в указанное конечное положение оператору нужно лишь незначительно предварительно напрягать плечи 32 скобы.

В ситуации II показаны очевидные преимущества предлагаемого L-образного листового компонента 21 с угловатым продольным углублением 23 по сравнению с уровнем техники. Для наглядной иллюстрации на фиг. 4 показана аналогичная ситуация для L-образного листового компонента 20, выполненного в соответствии с уровнем техники.

В ситуации II скоба 30 с минимальной длиной h_В скобы может быть беспрепятственно установлена в предлагаемом L-образном листе 21, поскольку благодаря каналу S подвода, направленному наклонно вверх, дуговая часть 34 скобы может достичь отверстия 29 угловатого продольного углубления 23 также и в том случае, если скоба 30 с минимальной длиной h_B скобы приведена в положение с большим углом наклона (в рассматриваемом случае β=17°).

Как показано на фиг. 4, установка скобы 30 с минимальной длиной Ив скобы в L-образном листовом компоненте 20, выполненном в соответствии с уровнем техники, напротив, невозможна, поскольку такая скоба 30 (с типичным номинальным диаметром 6 мм) наталкивается на боковой край L-образного листового компонента 20 дуговой частью 34 скобы, и, таким образом, она не может достичь отверстия 28 горизонтально проходящего продольного углубления 22 и не может быть введена в это углубление. Тогда абсолютно необходимо применить более длинную скобу 30, которая имеет в своем конечном положении нежелательный гораздо более сильный наклон и не может быть установлена в случае выполнения верхней продольной арматуры Во, Boo из арматурных сеток.

В ситуации III стержень верхнего арматурного слоя Во расположен точно вертикально над крепежной зоной BF угловатого продольного углубления 23. На фиг. 4 показано, что в данном случае дуговую часть 34 скобы 30 с минимальной длиной h_B скобы также можно вдавить в отверстие 29 угловатого продольного углубления 23, посредством того, что данная скоба наклонена еще сильнее, чем в ситуации II (в рассматриваемом случае β=19° в положении 1 скобы), причем затем скобу 30 можно привести в ее конечное положение (положение 2 скобы). Благодаря мешающему стержню верхнего арматурного слоя Во скоба 30 не может быть приведена в точно вертикальное конечное положение, при этом в рассматриваемом случае скоба имеет угол наклона α=2,5° в конечном положении. Поскольку 1/cos 2,5°≈1,001, такая скоба 30 должна иметь длину скобы, превышающую минимальную длину h_B скобы на 0,1%. Однако, как и в ситуации II, в рассматриваемом случае также может использоваться скоба 30 с минимальной длиной h_B скобы, поскольку может быть реализована незначительно бóльшая длина скобы, если оператор напрягает плечи скобы 30. В ситуации III также обеспечена возможность установки второй скобы с минимальной длиной h_В скобы, приводимой, начиная от положения 1' скобы, в ее конечное положение 2', в котором вторая скоба также имеет угол наклона α=2,5° (хотя наклонена в противоположном направлении). В данном примере обе указанные скобы 30 образуют угол раскрытия 2α=5° в своих конечных положениях 2 и 2'.

Таким образом, задачи предлагаемого изобретения полностью решаются. Для компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона обеспечено наличие армирования на восприятие поперечных сил из L-образных листовых компонентов 21 с вертикально или почти вертикально стоящими скобами 30 с минимальной длиной h_B скобы. Предлагаемые L-образные листовые компоненты 21 с угловатым продольным углублением 23 обеспечивают быструю установку скоб 30 с незначительными усилиями посредством вдавливания дуговых частей 34 скобы в угловатое продольное углубление 23, причем благодаря небольшой свободной области R, которая необходима для этого вдавливания, отсутствует необходимость в ручном смещении арматурных стержней. Таким образом, верхняя арматура может быть реализована при помощи арматурных сеток, которые в отличие от одиночных арматурных стержней могут быть заложены быстро и с меньшими затратами.

Предлагаемый компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона с предлагаемым армированием на восприятие поперечных сил из L-образных листовых компонентов 21 с вертикально или почти вертикально стоящими скобами 30 предназначен, в частности, для использования в зоне опор перекрытия плоских перекрытий. Этот компонент повышает предел прочности на продавливание в зоне таких опор перекрытия.

Приводимые в данном изобретении численные данные, в частности, для размеров L-образного листового компонента 21, следует рассматривать в качестве примера и без ограничения объема правовой охраны предлагаемого изобретения. Специалисту в области техники не составит труда выполнить адаптацию в числовом отношении к L-образным листовым компонентам с измененными размерами. Такая адаптация также находится в пределах объема правовой охраны предлагаемого изобретения, который определен в пунктах прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематично показан L-образный листовой компонент 20 согласно уровню техники в установленном состоянии и при вводе скобы 30 в прямое продольное углубление 22 L-образного листового компонента 20.

На фиг. 2а схематично показан плоский компонент 21 с выемкой А.

На фиг. 2b схематично показан вид спереди предпочтительного варианта осуществления плоского компонента 21, выполненного в виде L образного плоского компонента с угловатым продольным углублением 23.

На фиг. 2с показаны виды спереди, сбоку и сверху конкретного варианта осуществления L-образного листового компонента 21.

На фиг. 3 схематично показано вдавливание скобы 30 в угловатое продольное углубление 23 L-образного листового компонента 21 при отсутствии помех со стороны стержня верхнего арматурного слоя Во.

На фиг. 4 схематично показано вдавливание скобы 30 в угловатое продольное углубление 23 L-образного листового компонента 21 при наличии помех со стороны стержня верхнего арматурного слоя Во (для трех различных положений I, II, III данного стержня, причем для положения II приведено сравнение с уровнем техники).

Примечание

Для технического упрощения чертежа на фиг. 4 не изображены скругления дуговых частей 34 скобы. На фиг. 2b-4 углубление 25а показано расширенным несоответствующим образом. Данное углубление целесообразно уменьшить примерно на половину ширины путем смещения края данного углубления, который расположен рядом с боковым краем плоского компонента 21, вовнутрь плоского компонента 21.

Список номеров позиций

1-5 - следующие по времени одно за другим положения скобы при вводе или вдавливании

20 - L-образный плоский компонент согласно уровню техники

21 - плоский компонент с предлагаемым угловатым продольным углублением, предпочтительно выполненный в виде L-образного листового компонента

22 - прямое продольное углубление, выполненное в виде горизонтального паза

23 - угловатое продольное углубление с крепежной зоной BF и каналом S подвода

BF - крепежная зона

Z - зона подвода прямого продольного углубления 22

А - зона подвода, выполненная в виде выемки

S - канал подвода

24 - зажимной листовой элемент для стопорного выступа 27

24а - зажимной листовой элемент для стопорного выступа 27а

25, 26 - углубления для зацепления зажимного листового элемента (для L-образного листа согласно уровню техники)

25а, 26а - углубления для зацепления зажимного листового элемента (для предлагаемого L-образного листового компонента)

27 - стопорный выступ L-образного листового компонента 20 согласно уровню техники

27а - стопорный выступ предлагаемого L-образного листового компонента 21

28 - отверстие прямого продольного углубления 22 L-образного листового компонента 20

29 - отверстие угловатого продольного углубления 23

30 - скоба

32 - плечо скобы

34 - дуговая часть скобы

40 - отогнутый край

50 - углубления непосредственно над отогнутым краем 40

Boo - самый верхний арматурный слой

Во - верхний арматурный слой (непосредственно под Boo)

Buu - самый нижний арматурный слой

Bu - нижний арматурный слой (непосредственно над Buu)

М - средняя линия плоского компонента 21

Q - элемент армирования на восприятие поперечных сил, состоящий из L-образного листового компонента 20 или 21 и скобы 30 (или двух скоб 30)

R - необходимая свободная область для ввода или вдавливания скобы в продольное углубление 22 или 23

a-f - подведение дуговой части 34 скобы под выбранными углами подвода

Обозначения в формулах

Н_В - длина скобы

h_В - минимальная длина скобы

HD - разница высоты между отверстием 29 канала S подвода и крепежной зоной BF

L_BF - длина крепежной зоны BF продольного углубления 23

L_S - длина канала S подвода продольного углубления 23

Т - глубина продольного углубления 22 или 23

α - угол наклона скобы 30 относительно вертикальной оси (скоба в конечном положении)

β - угол наклона скобы 30 относительно вертикальной оси (во время ввода или вдавливания)

γ - угол наклона канала S подвода относительно крепежной зоны BF

ζ - угол подвода, под которым выемка А допускает подведение дуговой части 34 скобы к крепежной зоне BF

F_Z - тянущая сила при вводе скобы 30

F_II - касательная составляющая тянущей силы F_Z

F_⊥ - нормальная составляющая тянущей силы F_Z

F_D - давящая сила при вдавливании скобы 30

V - боковой отступ между плечом 32 скобы и дуговой частью 34 скобы

Изобретение относится к L-образному листовому компоненту 21 с угловатым продольным углублением 23, а также к компоненту из железобетона/предварительно напряженного бетона с по меньшей мере одним верхним и с по меньшей мере одним нижним продольными арматурными слоями и с армированием на восприятие поперечных сил, габариты которого превышают самую верхнюю и самую нижнюю продольные арматуры, и выполнено из предлагаемых L-образных листовых компонентов 21 с закрепленными в продольном углублении 23 скобами 30. Предлагаемый компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона предназначен для повышения прочности на продавливание в зоне опор перекрытия плоских перекрытий. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

1. Плоский компонент (21) для элемента (Q) армирования на восприятие поперечных сил, пригодный для приема скобы (30) и содержащий нижний участок, пригодный для соединения с нижней продольной арматурой компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона, и верхний участок, отличающийся тем, что верхний участок имеет крепежную зону (BF) и соединенный с крепежной зоной (BF) канал (S) подвода,

причем канал (S) подвода и крепежная зона (BF) образуют совместно угловатое продольное углубление (23),

причем крепежная зона (BF) выполнена в виде горизонтального паза,

причем канал (S) подвода выполнен в виде выемки (А), имеющей угол (ζ, γ) подвода, измеренный от горизонтали, по меньшей мере от 10° до 120°,

причем выемка (А) имеет соединение с боковым краем и/или верхним краем плоского компонента (21).

2. Плоский компонент (21) по п. 1, отличающийся тем, что угол (ζ, γ) подвода имеет диапазон значений от 10° до 110°, предпочтительно от 10° до 80° и от 80° до 110°, особенно предпочтительно от 40° до 50°.

3. Плоский компонент (21) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что выемка (А) сужена до канала (S) подвода в виде направленного наклонно вверх продольного углубления с отверстием (29), пригодным для подведения дуговой части (34) скобы.

4. Плоский компонент (21) по п. 3, отличающийся тем, что канал (S) подвода выполнен прямым или изогнутым.

5. Плоский компонент (21) по п. 3, отличающийся тем, что канал (S) подвода содержит стопорный выступ (27а), образованный двумя углублениями (25а) и (26а) и пригодный для приема зажимного листового элемента (24а).

6. Плоский компонент (21) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающийся тем, что крепежная зона (BF) содержит углубление в направлении к верхнему краю плоского компонента (21).

7. Плоский компонент (21) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающийся тем, что нижний участок данного компонента содержит отогнутый край (40), расположенный под прямым углом.

8. Плоский компонент (21) по п. 3, отличающийся тем, что канал (S) подвода имеет угол γ наклона, выбранный из диапазона по меньшей мере от 10° до 120°.

9. Плоский компонент (21) по п. 3, отличающийся тем, что канал (S) подвода имеет угол γ наклона, выбранный из диапазона от 30° до 60°.

10. Элемент (Q) армирования на восприятие поперечных сил для компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона, содержащий плоский компонент (21) по любому из пп. 1-9 и по меньшей мере одну скобу (30), закрепленную на плоском компоненте (21).

11. Элемент (Q) по п. 10, отличающийся тем, что применены скобы (30), длина H_B которых по отношению к минимальной длине h_B скобы удовлетворяет условию h_B<H_B≤1,06⋅h_B, причем предпочтительно длины скоб составляют H_B=1,06 h_B, H_B=1,05 h_B, H_B=1,04 h_B, H_B=1,03 h_B, H_B=1,02 h_B и H_B=1,01 h_B.

12. Элемент (Q) по п. 10, отличающийся тем, что применены скобы (30), длина H_B которых равна минимальной длине h_B скобы.

13. Компонент из железобетона/предварительно напряженного бетона с одной верхней и одной нижней продольными арматурами, содержащий по меньшей мере один элемент (Q) армирования на восприятие поперечных сил по любому из пп. 10-12 с плоским компонентом (21) по любому из пп. 1-9 и с по меньшей мере одной скобой (30), соединенной с плоским компонентом (21), причем указанная по меньшей мере одна скоба (30) элемента (Q) армирования на восприятие поперечных сил имеет соединение с верхней продольной арматурой компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона, и плоский компонент (21) имеет соединение с нижней продольной арматурой компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона.

14. Компонент по п. 13, отличающийся тем, что верхняя продольная арматура выполнена в виде арматурной сетки.

15. Применение компонента из железобетона/предварительно напряженного бетона по п. 13 или 14 в зоне опор перекрытия плоских перекрытий.